全國版2018高考物理復(fù)習(xí)第十二章原子與原子核第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核檢測.docx

第2課時(shí)原子結(jié)構(gòu)與原子核【基礎(chǔ)鞏固】粒子散射實(shí)驗(yàn)1.(2016湖北孝感質(zhì)檢)(多選)根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型.如圖所示為原子核式結(jié)構(gòu)模型的粒子散射圖景,圖中實(shí)線表示粒子運(yùn)動軌跡.其中一個粒子在從a運(yùn)動到b、再運(yùn)動到c的過程中,粒子在b點(diǎn)時(shí)距原子核最近.下列說法正確的是(BD)A.盧瑟福在粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子B.粒子出現(xiàn)較大角度偏轉(zhuǎn)的原因是粒子運(yùn)動到b時(shí)受到的庫侖斥力較大C.粒子從a到c的運(yùn)動過程中電勢能先減小后變大D.粒子從a到c的運(yùn)動過程中加速度先變大后變小解析:湯姆孫對陰極射線的探究發(fā)現(xiàn)了電子,選項(xiàng)A錯誤;粒子出現(xiàn)大角度偏轉(zhuǎn)的原因是靠近原子核時(shí)受到較大的庫侖斥力作用,選項(xiàng)B正確;粒子從a到c受到的庫侖力先增大后減小,加速度先變大后變小,電勢能先增大后變小,選項(xiàng)C錯誤,D正確.2.(2016江西九江模擬)粒子散射實(shí)驗(yàn)中,不考慮電子和粒子的碰撞影響,是因?yàn)?C)A.粒子與電子根本無相互作用B.粒子受電子作用的合力為零,是因?yàn)殡娮邮蔷鶆蚍植嫉腃.粒子和電子碰撞損失能量極少,可忽略不計(jì)D.電子很小,粒子碰撞不到電子解析:粒子與電子之間存在著相互作用力,這個作用力是庫侖引力,但由于電子質(zhì)量很小,只有粒子質(zhì)量的,碰撞時(shí)對粒子的運(yùn)動影響極小,幾乎不改變運(yùn)動方向,就像一顆子彈撞上一顆塵埃一樣.故選C.原子核的衰變及放射性同位素的應(yīng)用3.(2016西安交大附中模擬)(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包含三種,下面的說法中正確的是(ACD)A.一張厚的黑紙可以擋住射線,但不能擋住射線和射線B.某原子核在放出粒子后會變成另一種元素的原子核C.三種射線中對氣體電離作用最強(qiáng)的是射線D.粒子是電子,但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子解析:,三種射線中穿透能力最強(qiáng)的是射線,射線穿透能力最弱,電離能力最強(qiáng)的是射線,射線電離能力最弱,故選項(xiàng)A,C正確;射線是高頻率的電磁波,它是伴隨或衰變放出的,不影響原子核的組成,故選項(xiàng)B錯誤;粒子是原子核內(nèi)的中子變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)放出的,因此其來自原子核內(nèi)部,故選項(xiàng)D正確.4.導(dǎo)學(xué)號 00622813(2016河南十校聯(lián)考)(多選)正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是:將放射性同位素O注入人體O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子,被探測器采集后,經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖像.則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是(ABC)A.O在人體內(nèi)衰變的方程是O NeB.正、負(fù)電子湮滅的方程是ee 2C.在PET中O主要用途是作為示蹤原子D.在PET中O主要用途是參與人體的新陳代謝解析:由題意知A,B正確;顯像的原理是采集光子,即注入人體內(nèi)的O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為光子,因此O主要用途是作為示蹤原子,故選項(xiàng)C正確,D錯誤.5.導(dǎo)學(xué)號 00622814(2016江西新余模擬)K-介子衰變的方程為K-+0,其中K-介子,-介子帶負(fù)的基本電荷,0介子不帶電.一個K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中,其軌跡為圓弧AP,衰變后產(chǎn)生的-介子的軌跡為圓弧PB,兩軌跡在P點(diǎn)相切如圖所示,它們的半徑與R-之比為 21,0介子的軌跡未畫出,由此可知-的動量大小與0的動量大小之比為(C)A.11B.12C.13D.16解析:由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動規(guī)律知,軌道半徑R=,所以=,即p-=,又由動量守恒定律=p0-p-,得p0=+p-=,所以=.故選C.核反應(yīng)方程核能的理解與計(jì)算6.(2016江西瑞金質(zhì)檢)(多選)下列說法正確的是(BD)A.NHCHe是衰變方程BHHHe+是核聚變反應(yīng)方程CUThHe是核裂變反應(yīng)方程DHeAlPn是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程解析:A中方程為人工轉(zhuǎn)變方程,選項(xiàng)A錯誤;B為核聚變方程,選項(xiàng)B正確;C為衰變方程,選項(xiàng)C錯誤;D為原子核的人工轉(zhuǎn)變方程,選項(xiàng)D正確.7.(2016江蘇南京第二次模擬)(多選)下列說法正確的是(BD)A.盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子B.鈾核U)衰變?yōu)殂U核Pb)的過程中,要經(jīng)過8次衰變和6次衰變C.玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,成功地解釋了所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律D.鈾核U)衰變成新核和粒子,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于鈾核的結(jié)合能解析:盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,選項(xiàng)A錯誤;設(shè)衰變次數(shù)為n,衰變次數(shù)為m,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得92=82+2n-m,238=206+4n,由以上兩式解得n=8,m=6,選項(xiàng)B正確;玻爾原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,只成功地解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律,選項(xiàng)C錯誤;比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,鈾核衰變成新核和粒子,質(zhì)量數(shù)守恒,則衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于軸核的結(jié)合能,選項(xiàng)D正確.8.(2016湖北孝感模擬)某核反應(yīng)方程為HHHe+X.已知H的質(zhì)量為2.013 6 uH的質(zhì)量為3.018 0 uHe的質(zhì)量為4.002 6 u,X的質(zhì)量為1.008 7 u,則下列說法中正確的是(B)A.X是質(zhì)子,該反應(yīng)釋放能量為8.91 MeVB.X是中子,該反應(yīng)釋放能量為18.91 MeVC.X是質(zhì)子,該反應(yīng)吸收能量為8.91 MeVD.X是中子,該反應(yīng)吸收能量為18.91 MeV解析:根據(jù)核反應(yīng)過程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒,知X為中子,在該反應(yīng)發(fā)生前反應(yīng)物的總質(zhì)量m1=2.013 6 u+3.018 0 u=5.031 6 u,反應(yīng)后產(chǎn)物總質(zhì)量m2=4.002 6 u+1.008 7 u=5.011 3 u,總質(zhì)量減少,出現(xiàn)了質(zhì)量虧損.根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知該反應(yīng)釋放能量,產(chǎn)生的質(zhì)量虧損是m=5.031 6 u-5.011 3 u=0.020 3 u,則E=m931.5 MeV=0.020 3931.5 MeV=18.91 MeV,故選項(xiàng)B正確.9.(2016遼寧丹東模擬)(多選)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時(shí),產(chǎn)生光子,由此可見(BC)A.氘核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B.氘核的質(zhì)量小于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和C.核子結(jié)合成原子核時(shí)會釋放核能D.原子核分解成核子時(shí)會釋放核能解析:由于結(jié)合時(shí)產(chǎn)生光子,即產(chǎn)生能量,故反應(yīng)中有質(zhì)量虧損,選項(xiàng)B正確,A錯誤;質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子,該反應(yīng)為核子結(jié)合成原子核的反應(yīng),選項(xiàng)C正確,D錯誤.10.導(dǎo)學(xué)號 00622815(2016遼寧葫蘆島質(zhì)檢)一個靜止的原子核X經(jīng)衰變放出一個粒子并生成一個新核,粒子的動能為E0.設(shè)衰變時(shí)產(chǎn)生的能量全部變成粒子和新核的動能,則在此衰變過程中的質(zhì)量虧損為(D)A. B.C. D.解析:因?yàn)樗プ冞^程動量守恒,所以粒子和新核的動量大小相等.由Ek=,可得新核與粒子的動能之比為,因此衰變釋放的總能量為E總=E0+E0=,由質(zhì)能方程E=mc2可得質(zhì)量虧損m=.選項(xiàng)D正確.【素能提升】11.(2016山東棗莊模擬)歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)實(shí)現(xiàn)首次質(zhì)子束對撞成功.科學(xué)家希望以接近光速飛行的質(zhì)子在發(fā)生撞擊之后,能模擬宇宙大爆炸的能量,并產(chǎn)生新的粒子,幫助人類理解暗物質(zhì)、反物質(zhì)以及其他超對稱現(xiàn)象,從根本上加深了解宇宙本質(zhì),揭示宇宙形成之謎.歐洲科研機(jī)構(gòu)宣布他們已經(jīng)制造出9個反氫原子.請推測反氫原子的結(jié)構(gòu)是(B)A.由1個帶正電荷的質(zhì)子和1個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成B.由1個帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個帶正電荷的正電子構(gòu)成C.由1個帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D.由1個不帶電荷的中子和1個帶正電荷的正電子構(gòu)成解析:根據(jù)反粒子定義,“反粒子”與“正粒子”具有相同的質(zhì)量,但帶有等量的異種電荷.因此“反氫原子”應(yīng)該具有與氫原子相同的質(zhì)量、相反的電荷符號且等量的電荷量.所以反氫原子是由H核和e構(gòu)成的,選項(xiàng)B正確.12. (2016江西新余質(zhì)檢)(多選)國家國防科技工業(yè)局首次發(fā)布“嫦娥三號”月面虹灣局部影像圖,如圖所示.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的He(氦3).它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程為HeHeHHe.關(guān)于He聚變下列表述正確的是(BC)A.聚變反應(yīng)不會釋放能量B.聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核C.聚變反應(yīng)會有質(zhì)量虧損D.目前核電站都采用He聚變反應(yīng)發(fā)電解析:聚變反應(yīng)是將質(zhì)量較小的輕核聚變成質(zhì)量較大的核,聚變過程會有質(zhì)量虧損,要放出大量的能量.但目前核電站都采用鈾核的裂變反應(yīng)發(fā)電.綜上所述,選項(xiàng)B,C正確.13. (2016江蘇淮安質(zhì)檢)原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)的關(guān)系如圖所示,核子組合成原子核時(shí) (B)A.小質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大B.中等質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大C.大質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大D.不同質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損相同解析:比結(jié)合能越大,原子核越穩(wěn)定,從題圖中可以看出,中等質(zhì)量的原子核比結(jié)合能最大,兩個較輕的核子結(jié)合成一個新核時(shí),就會釋放出巨大的能量,因此中等質(zhì)量數(shù)的原子核質(zhì)量虧損最大,選項(xiàng)B正確.14.(2016山東青島模擬)(多選)目前,在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料,這些巖石都不同程度地含有放射性元素,比如,有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性惰性氣體氡,而氡會發(fā)生放射性衰變,放射出,射線,這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病.根據(jù)有關(guān)放射性知識可知,下列說法正確的是(BC)A.氡的半衰期為3.8天,若取4個氡原子核,經(jīng)7.6天后就剩下一個原子核了B.衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C.射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生,在這三種射線中,射線的穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱D.發(fā)生衰變時(shí),生成核與原來的原子核相比,中子數(shù)減少了4解析:半衰期遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對單個或少數(shù)原子核是沒有意義的,選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)三種射線的特性及衰變實(shí)質(zhì)可知選項(xiàng)B,C正確,選項(xiàng)D錯誤.15.導(dǎo)學(xué)號 00622816(2016全國卷,35)(多選)一靜止的鋁原子核Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后,變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核Si*,下列說法正確的是(ABE)A.核反應(yīng)方程為pAlSi*B.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C.核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D.核反應(yīng)前后核子數(shù)相等,所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E.硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s,方向與質(zhì)子初速度的方向一致解析:由于Al俘獲質(zhì)子,則核反應(yīng)方程為pAl;鋁原子核與質(zhì)子組成的系統(tǒng)不受外力,作用過程中動量守恒,而系統(tǒng)內(nèi)部的變化使機(jī)械能不守恒,但反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量一定守恒,核反應(yīng)過程中雖然核子數(shù)不變,但伴隨能量的變化使生成物與反應(yīng)物的質(zhì)量發(fā)生變化,設(shè)質(zhì)子質(zhì)量為mp,由動量守恒定律得mpvp=28mpvSi,則vSi=1.0107 m/s=3.6105 m/s,硅原子核速度數(shù)量級為105m/s,方向與質(zhì)子初速度方向一致,選項(xiàng)A,B,E正確.16.(2016山東滕州模擬)靜止的氮核N被速